MEMS产品中桥腿刻蚀工艺制造技术

一种MEMS产品中桥腿刻蚀工艺包括步骤：步骤一，提供待刻蚀的复合膜层；步骤二，图形化设置光刻胶在顶层的氮化硅膜层上；步骤三，在第一腔室中进行顶层的氮化硅膜层刻蚀，刻蚀气体为He、CF4和Ar；步骤四，将复合膜层置于第二腔室中，进行中间的钛薄膜刻蚀，刻蚀气体为BCl3、Cl2和Ar；步骤五，将复合膜层置于第三腔室中，进行底层的氮化硅膜层刻蚀，刻蚀气体为He、CF4和Ar；步骤六，在步骤五完成后在光刻胶去除设备中将光刻胶去除；其中，在步骤五完成后，用于形成桥腿的被刻蚀的顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及底层的氮化硅膜层形成光滑的侧壁、中间的钛薄膜在侧壁无隆起，桥腿的侧壁相对桥腿的底面的角度为85

【技术实现步骤摘要】
MEMS产品中桥腿刻蚀工艺


[0001]本公开涉及半导体领域，更具体地涉及一种MEMS产品中桥腿刻蚀工艺。

技术介绍

[0002]MEMS产品经常用到桥腿结构。例如，图1示出示例性的MEMS产品的部分结构示意图，该MEMS产品为非制冷红外探测器的部分结构。
[0003]在涉及桥腿的MEMS产品中，需要对桥腿的工艺进行研究和开发，以满足MEMS产品的技术需求。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本公开的目的在于提供一种MEMS产品中桥腿刻蚀工艺，其能够控制所获得的用于形成桥腿的结构的形貌。
[0005]由此，在第一实施方式中，一种MEMS产品中桥腿刻蚀工艺包括步骤：步骤一，提供待刻蚀的复合膜层，复合膜层包括从下往上依次设置的硅衬底、底层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及顶层的氮化硅膜层；步骤二，图形化设置光刻胶在顶层的氮化硅膜层上，以使光刻胶露出部分的顶层的氮化硅膜层，在顶层的氮化硅膜层处图形化露出的图形用于刻蚀形成桥腿；步骤三，将步骤二的完成光刻胶设置的复合膜层置于能够刻蚀氮化硅的电感耦合等离子反应的第一腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，双区静电卡盘的双区加热温度为45
±
1℃/45
±
1℃，在第一腔室中进行顶层的氮化硅膜层刻蚀，设定第一腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第一腔室的刻蚀气体为He、CF4和Ar，从光刻胶露出的顶层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，第一腔室的压力为4
‑
8mT，源功率为500r/>‑
1200W，偏置功率为50
‑
350W，He的流量为50
‑
400sccm，CF4的流量为20
‑
180sccm，Ar的流量为20
‑
200sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到使中间的钛薄膜的表面露出；步骤四，将步骤三的完成的露出中间的钛薄膜的复合膜层置于能够刻蚀钛的双频等离子反应的第二腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，第二腔室与第一腔室独立，双区静电卡盘的双区加热温度为45
±
1℃/45
±
1℃，在第二腔室中进行中间的钛薄膜刻蚀，设定第二腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第二腔室的刻蚀气体为BCl3、Cl2和Ar，从露出的中间的钛薄膜的表面进行刻蚀，第二腔室的压力为10
‑
14mT，源功率为500
‑
1200W，偏置功率为50
‑
200W，BCl3的流量为10
‑
180sccm，Cl2的流量为10
‑
180ccm，Ar的流量为5
‑
80sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到底层的氮化硅膜层的表面；步骤五，将步骤四的完成光刻胶设置的复合膜层置于能够刻蚀氮化硅的电感耦合等离子反应的第三腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，第三腔室与第二腔室独立，双区静电卡盘的双区加热温度为45
±
1℃/45
±
1℃，在第三腔室中进行底层的氮化硅膜层刻蚀，设定第三腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第三腔室的刻蚀气体为He、CF4和Ar，从光刻胶露出的底层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，第三腔室的压力为4
‑
8mT，源功率为500
‑
1200W，偏置功率为50
‑
350W，He的流量为50
‑
400sccm，CF4的流量为20
‑
180sccm，Ar的流量为20
‑
200sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到将底层的氮化硅膜刻
完；步骤六，在步骤五完成后在光刻胶去除设备中将光刻胶去除；其中，在步骤五完成后，用于形成桥腿的被刻蚀的顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及底层的氮化硅膜层形成光滑的侧壁、中间的钛薄膜在侧壁无隆起，桥腿的侧壁相对桥腿的底面的角度为85
°‑
90
°
。
[0006]在第二实施方式中，一种MEMS产品中桥腿刻蚀工艺包括步骤：步骤S1，提供待刻蚀的复合膜层，复合膜层包括从下往上依次设置的硅衬底、底层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及顶层的氮化硅膜层；步骤S2，图形化设置光刻胶在顶层的氮化硅膜层上，以使光刻胶露出部分的顶层的氮化硅膜层，在顶层的氮化硅膜层处图形化露出的图形用于刻蚀形成桥腿；步骤S3，将步骤S2的完成光刻胶设置的复合膜层置于既能够刻蚀氮化硅也能刻蚀钛的双频等离子反应的腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，双区静电卡盘的双区加热温度为45
±
1℃/45
±
1℃；步骤S4，在双频等离子反应的腔室中进行顶层的氮化硅膜层刻蚀，设定腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入腔室的刻蚀气体为CF4、CHF3、N2和O2，从光刻胶露出的顶层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，腔室的压力为6
‑
10mT，源功率为500
‑
1200W，偏置功率为50
‑
200W，CF4的流量为20
‑
100sccm，CHF3的流量为20
‑
180sccm，N2的流量为10
‑
100sccm，O2的流量为10
‑
80sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到使中间的钛薄膜的表面露出；步骤S5，在步骤S4完成后继续在腔室中刻蚀钛薄膜，设定腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入腔室的刻蚀气体为BCl3、Cl2和Ar，从露出的中间的钛薄膜的表面进行刻蚀，腔室的压力为10
‑
14mT，源功率为300
‑
1000W，偏置功率为50
‑
200W，BCl3的流量为10
‑
180sccm，Cl2的流量为10
‑
180sccm，Ar的流量为5
‑
80sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到底层的氮化硅膜层的表面；步骤S6，在步骤S5完成后继续在腔室中刻蚀底层的氮化硅膜层，设定腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入腔室的刻蚀气体为CF4、和N2，从露出的低层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，腔室的压力为6
‑
10mT，源功率为500
‑
1200W，偏置功率为50
‑
200W，CF4的流量为20
‑
100sccm，N2的流量为10
‑
100sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到将底层的氮化硅膜刻完；步骤S7，在步骤S6完成后在光刻胶去除设备中将光刻胶去除；其中，在步骤S6完成后，用于形成桥腿的被刻蚀的顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及底层的氮化硅膜层形成光滑的侧壁、中间的钛薄膜在侧壁无隆起，桥腿的侧壁相对桥腿的底面的角度为85
°‑
90
°
。
[0007]本公开的有益效果如下。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS产品中桥腿刻蚀工艺，其特征在于，包括步骤：步骤一，提供待刻蚀的复合膜层，复合膜层包括从下往上依次设置的硅衬底、底层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及顶层的氮化硅膜层；步骤二，图形化设置光刻胶在顶层的氮化硅膜层上，以使光刻胶露出部分的顶层的氮化硅膜层，在顶层的氮化硅膜层处图形化露出的图形用于刻蚀形成桥腿；步骤三，将步骤二的完成光刻胶设置的复合膜层置于能够刻蚀氮化硅的电感耦合等离子反应的第一腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，双区静电卡盘的双区加热温度为45
±
1℃/45
±
1℃，在第一腔室中进行顶层的氮化硅膜层刻蚀，设定第一腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第一腔室的刻蚀气体为He、CF4和Ar，从光刻胶露出的顶层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，第一腔室的压力为4
‑
8mT，源功率为500
‑
1200W，偏置功率为50
‑
350W，He的流量为50
‑
400sccm，CF4的流量为20
‑
180sccm，Ar的流量为20
‑
200sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到使中间的钛薄膜的表面露出；步骤四，将步骤三的完成的露出中间的钛薄膜的复合膜层置于能够刻蚀钛的双频等离子反应的第二腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，第二腔室与第一腔室独立，双区静电卡盘的双区加热温度为45
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1℃/45
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1℃，在第二腔室中进行中间的钛薄膜刻蚀，设定第二腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第二腔室的刻蚀气体为BCl3、Cl2和Ar，从露出的中间的钛薄膜的表面进行刻蚀，第二腔室的压力为10
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14mT，源功率为500
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1200W，偏置功率为50
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200W，BCl3的流量为10
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180sccm，Cl2的流量为10
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180ccm，Ar的流量为5
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80sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到底层的氮化硅膜层的表面；步骤五，将步骤四的完成光刻胶设置的复合膜层置于能够刻蚀氮化硅的电感耦合等离子反应的第三腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，第三腔室与第二腔室独立，双区静电卡盘的双区加热温度为45
±
1℃/45
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1℃，在第三腔室中进行底层的氮化硅膜层刻蚀，设定第三腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第三腔室的刻蚀气体为He、CF4和Ar，从光刻胶露出的底层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，第三腔室的压力为4
‑
8mT，源功率为500
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1200W，偏置功率为50
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350W，He的流量为50
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400sccm，CF4的流量为20
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180sccm，Ar的流量为20
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200sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到将底层的氮化硅膜刻完；步骤六，在步骤五完成后在光刻胶去除设备中将光刻胶去除；其中，在步骤五完成后，用于形成桥腿的被刻蚀的顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及底层的氮化硅膜层形成光滑的侧壁、中间的钛薄膜在侧壁无隆起，桥腿的侧壁相对桥腿的底面的角度为85
°‑
90
°
。2.根据权利要求1所述的MEMS产品中桥腿刻蚀工艺，其特征在于，在步骤一中，硅衬底的厚度为1
‑
3μm，底层的氮化硅膜层的厚度为中间的钛薄膜的厚度为顶层的氮化硅膜层的厚度为优选地，在步骤一中，硅衬底的厚度为2μm，底层的氮化硅膜层的厚度为中间的钛薄膜的厚度为顶层的氮化硅膜层的厚度为3.根据权利要求1所述的MEMS产品中桥腿刻蚀工艺，其特征在于，在步骤三中，底层的氮化硅膜层的刻蚀时间为18
‑
25s，在步骤四中，中间的钛薄膜的刻蚀时间为17
‑
23s，在步骤五中，底层的氮化硅膜层的刻蚀时间为20
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28s；
优选地，在步骤三中，底层的氮化硅膜层的刻蚀时间为21s，在步骤四中，中间的钛薄膜的刻蚀时间为17s，在步骤五中，底层的氮化硅膜层的刻蚀时间为21s。4.根据权利要求1所述的MEMS产品中桥腿刻蚀工艺，其特征在于，在步骤三中，第一腔室的压力为8mT，源功率为600W，偏置功率为350W，He的流量为200sccm，CF4的流量为50sccm，Ar的流量为100sccm，刻蚀时间为21s；在步骤四中，第二腔室的压力为12mT，源功率为500W，偏置功率为50W，BCl3的流量为15sccm，Cl2的流量为20sccm，Ar的流量为10ccm，刻蚀时间为17s；在步骤五中，第三腔室的压力为8mT，源功率为600W，偏置功率为350W，He的流量为200sccm，CF4的流量为50...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱景春，李海涛，王玮，高玉波，李兆营，温斐旻，姚祥，
申请(专利权)人：安徽光智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：